发电厂动力部分1

原始社会火的 使用
18世纪蒸汽机 的发明与利用
19世纪电能 的使用
20世纪以 核能为代表的 新能源的利用
一、认 识 能 源
（二）什么是能源
一、认 识 能 源
（1）能源的分类 一次能源(天然能源）：自然界中以天然形式存在并没有 加工或转换的能量资源，如煤炭、石油、核能、风能、 地热能等； 二次能源（人工能源）：由一次能源直接或间接转换成 其他种类和形式的能量资源，汽油、柴油、电力、蒸汽、 热水、氢气、激光等人工制造的能量资源。 常规能源：已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起 过重要作用的能源，称为常规能源，通常是指煤炭、石 油、天然气、水能等四种。 新能源：新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发 展的能量资源称为新能源。相对于常规能源而言，在不 同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。 当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、 氢气等。
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热力学能v、焓h、熵s是导出的状态参数。
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2、基本状态参数 (1)温度 温度是标志物体冷热程度的一个物理量。处于热平衡的物体具有相同的温度， 温度的数值表示方法称为温标。摄氏温标规定在1标准大气压下纯水的冰点温度为0度， 沸点的温度为100度，国际单位制采用绝对温标为基本温标。两种温标之间的关系为 t=T－273.15，在热力计算时， 通常取t=T－273。 从微观角度分析，物体的冷热程度取决于物体内部微粒运动的状况。按分子运 动理论，气体的绝对温度与气体分子的平均动能成正比。气体分子平均动能越大，物 体的温度就越高。所以，温度标志着物体内部分子无规则热运动的强烈程度。 (2)压力 （一）压力的单位 在国际单位中，压力的单位为帕斯卡，简称帕（Pa），1Pa＝1N/m2。 （二）大气压力 空气层由于其自身的重量而对地面上的物体产生压力，这个压力 称为大气压力，简称大气压。物理学中，将纬度45 度海平面上的常年平 均气压定作“标准大气压”，或称为“物理大气压”。
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第一节 工质及其热力状态
• 二、 工质的热力学状态及其状态参数 1、基本概念 (1)热力学状态 (2)平衡状态参数 (3)状态参数 (4)状态方程 当理想气体处于平衡状态时，对1kg质量的气体，其状态方程式为 pv＝RT 式中：R为理想气体的气体常数，J/kg· K。 对mkg质量的气体，其状态方程式为 PV＝mRT 气体常数R与状态无关，只决定于气体的性质。不同的气体，一般具有不同的气体常数。 在热力学中，常用的状态参数有6个： 温度、压力、比体积、热力学能、焓、熵。 温度、压力、比体积是工质的基本状态参数.
二、我国能源储量和分布
我国能源现 状
o资源有限， 分布欠佳
中国/世界，% 总量 11.60 2.33 人均 55.67 11.14
矿种 煤 石油
单位 亿t 亿t
世界 9842.11 1402.25
中国 1145.00 32.74
天然气
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万亿m3
149.38
1.39
0.91
4.38
煤 油气 水能
一、认 识 能 源 2. 18世纪蒸汽机的发明与利用
一、认 识 能 源 3. 19世纪电能的利用
1839年
1876年，美国人贝尔试通电话成功
1879年10月21日
1882年，爱迪生建立了第一座发电厂
1866年
一、认 识 能 源 4. 20世纪以 核能为代表的 新能源的利用
一、认 识 能 源 （一）能源发展的里程碑
德国
印度 英国
884.41
803.00 564.84
10.83
0.86 9.64
4.0
3.6 2.6
三、我国电力工业发展 史
我国电力工业发展政策变迁
(1) 上世纪50年代，我国电力工业的 产业政策和发展方针是“水火并举”； (2) 上世纪80年代，改为“大力发展 水电，积极发展火电，适当发展核电”； (3) 本世纪，提高能源效率，保护生态 环境，加强电网建设，有序发展水电， 优化发展煤电，积极推进核电建设，适 度发展天然气发电，鼓励新能源发电， 带动装备工业的技术进步，加强国际合 作，深化体制改革。
三、我国电力工业发展史
我国电力的主要生产方式
（1）2009年底，全国火电装机容量6.51亿千瓦。
（2）其中煤电5.99亿千瓦，占全部装机容量的74.49%，比重比上年下降了1.56 个百分点。全国已投运百万千瓦超超临界机组21台，是世界上拥有百万千瓦超超 临界机组最多的国家；30万千瓦及以上火电机组占全部火电机组的比重达 69.43%。 （3）水电装机比例有所提高。全国水电装机容量1.96亿千瓦，占总装机容量 的22.46%，我国已成为世界上水电装机规模最大的国家。 （4） 核电在建施工规模居世界首位。2009年底，全国核电装机容量908万千 瓦，位列世界第九位；在建施工规模2192万千瓦，居世界首位。 （5） 并网风电装机和发电量连续四年翻倍增长。09年底，全国并网风电装机 容量1760万千瓦，并网风电装机和发电量连续四年翻倍增长。 （6）非化石能源发电装机容量所占比重加大。全国6000千瓦及以上电厂非化 石能源（水电、核电、风电、太阳能、地热、潮汐能等清洁能源以及生物质能、 垃圾能、余热余压能等资源循环利用）发电装机容量合计为2.22亿千瓦。
三、我国电力工业发展 史
汽轮机
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主 要 设 备 简 介
汽机图
竣工移交机组
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主 要 设 备 简 介
汽轮机转子
第一章热力学基本概念和基本定律 第一节热力学基本概念
• • • • • • • • • 一、工质、热源和热力系统 热能转换成机械能的设备统称为热机。汽轮机、蒸汽机、燃气轮机等都属于热机。 热机中用来实现热能转换成机械能的工作介质称为工质。 目前火力发电厂主要以水蒸气为工质。 工质 1)有良好的膨胀性与流动性 2)价廉、易得、热力性能稳定、不腐蚀设备、无毒等 热源 发出热量的物体。一个热容量无限大的存贮热能的物体，当放出或吸收有限的热时，它的 温度仍能维持不变。也称热库（heatreservoir）。如大气和海洋就可近似地当作一种热源。 燃烧的煤炭﹑木柴等等。 系统 1）封闭热力系统 2）开口热力系统 3）绝热热力系统 4）孤立热力系统
一、认 识 能 源
化学能的 储存量 （3）能源结构与储 量
地球上有哪些能量资源 可供我们使用？它们还 能维持多久？我们该怎 么办？
煤炭：探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预 计还可开采200年。 石油、天然气：探明可采石油储量共计1211亿 吨，预计还可开采30～40年。探明可采天然气 储量共计119万亿立方米，预计还可开采60年。 核能：无穷多。
一、认 识 能 源
水能及新 能源的潜 力 （3）能源结构与储量
那么水能呢？我们知道，水力是可以长期开发 利用的。但是，在那些大面积缺水、水力资源 不丰富的国家和地区怎么办？再说，水能还有 个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界 能源结构中唯一的主力军。新能源中，太阳能 虽然用之不竭，但代价太高，并且就目前的技 术发展情况来看，在一代人的时间里不可能迅 速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其 它一些能源与水能相似，它们的规模受到环境、 季节、地理位置等条件的限制，如风能、潮汐 能、地热能等等。
2、使大量过去不能吃的块要植物和植物种子成为熟食，从而 大大增加了食物来源，烤熟的肉比生肉更有利于消化吸收，使 人类从食物中吸取更多营养，促使大脑和体质的发展。 3、使早期人类有可能冲出过去无法离开的温暖的大草原，进 而分散到全球各地。
4、火的使用还使人类能够较早的发现金属，从而发明冶金术， 对以后文明的产生具有重大的促进作用。
二、我国能源储量和分布
资源 世界排名 1 1 11 14 2 煤炭 水利 石油 天然气 太阳能
2.2我国能源储量和分布 我国能源资源地区分布不均衡。煤炭探明储量7 690亿吨，主要集中 在华北和西北，各占59.3%和19.2%，西南占9.6%，华东占5.8%，中 南3.4％，东北2.7％。石油探明储量25亿吨，天然气储量3 800亿立 米，主要分布在黑龙江、辽宁、河北、河南、山东、四川、甘肃和新 疆等省区内。可开发水力资源有3.78亿千瓦，年发电量1.92亿千瓦时， 主要集中在西南，占68％，中南占15.2％，西北占10％，华东占3.6 ％，东北占2％，华北占1.2％。我国太阳能和风能资源丰富，有很大 利用潜力。
发电厂动力部分
发电厂动力部分
三峡电力职业学院
周作茂
讲述内容
绪论 第一部分 热工基础
第二部分 火力发电厂动力部分 第三部分 水力发电厂动力部分 第四部分 核能发电厂动力部分
一、认 识 能 源
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一、认 识 能 源 1.原始社会火的使用
1、火给人类以光亮和温暖，火还用于防御和狩猎，它把人类 从本身能量供应极有限的束缚中解放出来，使人类祖先得以经 历冰川时代而幸存下来。
一、认 识 能 源 （2）能源的来源
一、认 识 能 源
一、认 识 能 源
一、认 识 能 源
（2）能源的来源
a. 来自地球外部天体的能源（主要是太阳能） 人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植 物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤 炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过 漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太 阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转 换来的。 b. 地球本身蕴藏的能量 与地球内部的热能有关的能源，我们称之为地热能。温泉和火山 爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核 三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为 几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩 浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内 部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮 量也很大。 c. 来自星球引力的能量
一、认 识 能 源
核能--无穷 的能源
（3）能源结构与储量
核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可 控聚变能利用技术正在攻克。天然铀的成份天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238， 仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。 作为发展核裂变能的主要原料之一的铀，世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储 量约275万吨。如果利用得好，可用2400～2800年。 聚变反应主要来源于氘-氚的核反应，氘来可大量自海水，氚可来自锂。因此聚变 燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.03克／升，据估计地球上的海水量约为 138亿米3，所以世界上氘的储量约40亿万吨；地球上的锂储量虽比氘少得多，也 有2000多亿吨，用它来制造氚，足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所 释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的 水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。如果人类实现 了氘-氚的可控核聚变，核燃料就可谓“取之不尽，用之不竭了”，人类就将从根 本上解决能源问题，这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富， 而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。 专家们预测，核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。
单位为


V m
(2)谁静态过程:工质从一个状态经过一系列的中间状态连续地变化到另一个状态，它所经 历的全部过程称为热力过程，简称过程。 (3)可逆过程:当一个过程进行完了以后，如果能使工质沿相同的路径逆行回复至原来状态， 并使整个系统和外界全部都回复到原来状态而不留下任何改变，这一过程就叫做可逆过 程。反之则为不可逆过程。
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工质的真实压力称为绝对压力，以p表示。 测得的是工质的绝对压力和大气压力之间的差值。 只有绝对压力才能作为工质的状态参数，表压力和真空都不是状态参数。 (3)比体积 单位质量的工质所占有的体积称为该工质的比体积，用符号“ν”表示， 3 m /kg。 三、状态的改变 (1)过程
— 北方，缺水 — 西北，输送困难 — 西南，输送困难
负荷中心 — 沿海、京津唐
二、我国能源储量和分布
表1-1 世界CO2排放量统计
国名 美国 中国 俄罗斯 日本 排放量（百万吨） 5228.52 3006.77 1547.89 1150.94 人均（吨/人） 19.88 2.51 10.44 9.17 百分比 23.7 13.6 7.0 5.2